Набор для пайки «Коточасы»

Будильник — несомненно, очень полезное устройство, без которого среднестатистическому человеку очень сложно проснуться в нужное время. Ещё 20 лет назад и часы и будильник были отдельными устройствами, которые 90% своей техножизни стояли в одном месте и служили одной цели. В наше же время, функцию часов и будильника взял на себя смартфон.

В этой онлайн-инструкции мы будем собирать светодиодный будильник на китайском микроконтроллере STC15W408AS. Он уже запрограммирован, поэтому нам нужно только правильно спаять все компоненты, подать питание и будильник заработает. В качестве индикаторов в данном устройстве применяются семисегментные светодиодные индикаторы и 3мм светодиоды синего цвета показывающие секундный круг размещенные по кругу будильника.

Для питания будильника используется кабель Micro-USB. Он идет в комплекте.

Выводные элементы

Радиодеталь называют выводной если она крепится к печатной плате путём установки её контактов в отверстия и дальнейшего их припаивания (или с помощью накрутки). А процесс сборки плат с такими деталями называют сквозным монтажом, или на английском: THT — Through-hole Technology.

На заре электроники все радиодетали были выводными. Сейчас же такой способ монтажа применяется в основном для силовых элементов, которые работают с большими значениями напряжения и силы тока. В наше время вся электроника собирается поверхностным монтажом с помощью SMD элементов — это компактнее и дешевле в масштабах промышленного производства.

Но выводной монтаж всё ещё широко распространён среди DIY-энтузиастов. Ведь чтобы создать прототип устройства на макетной плате потребуется соединить различные модули, радиодетали и контроллеры, которые часто снабжены или штырьками или отверстиями под них.

А ещё сквозной монтаж отлично подходит для получения навыков пайки. И перед тем, как переходить к более сложным платам с SMD радиодеталями, следует обязательно научиться паять выводные платы! В этой инструкции мы покажем как собрать простой индикатор шума, схема которого состоит исключительно из выводных деталей.

Подготовка к работе

Для сборки устройства понадобится паяльник, немного припоя и флюс, жидкий или гелевый. Если чего-то не хватает, вы можете приобрести это у нас в магазине RobotClass:

Сборка

В комплекте используются компоненты SMD-формата для пайки всей «умной» части и выводные элементы для светодиодов и цифрового индикатора.

1. Резисторы

Для удобства сборки начнем пайку с самых простых элементов платы — резисторов. Все резисторы в комплекте имеют формат 0805 и маркировку в которой указан их номинал. Определить его можно двумя способами: воспользоваться омметром — не очень удобно из-за размеров элементов, или прочитать код указанный на элементе и ввести его в SMD-калькулятор резисторов.

Всего в комплекте 5 номиналов:

• R1-R8 — 470 Ом (код 471)
• R9 — 15 Ом (код 150)
• R10, R11, R14, R15 — 10 кОм (код 103)
• R12 — 100 кОм (код 104)
• R13 — 200 кОм (код 204)

Также в наборе есть еще один компонент черного очень похожий на резистор, но не имеющий маркировки — это термодатчик, к нему мы придем позже…

Далее будет показан порядок сборки набора с отображением компонентов и их постепенным монтажом на плату.

10 кОм

100 кОм

200 кОм

15 Ом

470 Ом

2. Загадочный безымянный компонент…

Мы долго думали что же это такое так что вам не придется! 🙂

Выяснилось что это термодатчик формата SMD 0805. Ничем не отличается от обычного резистора кроме отсутствия маркировки а с ней и каких-либо наводок чем же этот элемент может являться.

3. Транзистор

В наборе имеется только один SMD-транзистор на плате он указан как компонент Q1

4. Конденсаторы

Конденсаторы в наборе представлены только двумя номиналами:

• 5 пикофарад
• 10 микрофарад

5. Диод

Диод в наборе только один. Главное с ним — не перепутать полярность!!!

6. Кнопки

На плате предусмотрено две кнопки для управления будильником. Сейчас займемся их монтажом.

7. Модуль часов

8. Контроллер

9. Micro-USB разъем.

С его помощью осуществляется питание будильника, Кабель идет в комплекте.

10. Отсек для батареи.

Батарейка нужна модулю часов для продолжения отсчета времени даже в том случае если будильник отключен от питания.

11. Динамик

Сигнальная пищалка которая отличает простые часы показывающие время от будильника который поднимает вас на учебу\работу.
Полярность при пайке не имеет значения.

Расположение пищалки на плате.

12. Кварц

Этот небольшой элемент с определенной частотой создает для контроллера колебания тактирующие его работу.

13. Датчик света

14. Индикатор

15. Светодиодный циферблат.

На этом циферблате будет по кругу бегать светящаяся точка отображающая секунды.
Самое важное на этом этапе — быть очень внимательным и правильно установить а потом спаять светодиоды.

Я и сам часто путаюсь в анодах и катодах на светодиоде, так что для удобства оставлю эту схему здесь:

Нам необходимо чтобы диод размещался на круге вот так: анодом (положительный контакт, длинная нога) — наружу, катодом (отрицательный контакт, короткая нога) — вовнутрь.

Рекомендую сначала расставить все светодиоды по местам, а затем припаять у них только одну ногу чтобы они не выпадали из своих площадок. Затем прижать светодиод пальцем к плате и расплавить уже нанесенный припой. Светодиод станет прилегать к плате более ровно, но как только припой застынет, элемент уже будет надежно зафиксирован на своем месте. Так повторить со всеми светодиодами в круге. Затем припаять вторую ногу светодиода и удалить лишние части контактов кусачками.

После пайки всех диодов плата должна выглядеть примерно так:

16. Финальная сборка

Внимание! Перед тем как приступать к этому этапу рекомендуется убедиться что вся плата собрана правильно и все работает исправно. Подключите кабель питания к будильнику, убедитесь что на циферблате зажжен только один светодиод и он перемещается по часовой стрелке. Индикатор должен корректно отображать цифры, а кнопки реагировать на нажатие.

Если на циферблате горит сразу несколько светодиодов но при этом огонек все равно перемещается по кругу — внимательно проверьте, не включается ли какой-либо из светодиодов. Скорее всего, он был припаян неправильно.

С первого раза или нет — вы молодец! Переходим к этапу который придаст нашему будильнику завершенный вид.

К этому моменту из всего набора у нас должна остаться только собранная плата, акриловые панельки, несколько винтов с гайками и пластиковые проставки.

17. Настройка

Перевод китайской инструкции:

(TJ-56-441) Цифровые часы с семисегментным индикатором на четыре цифры в виде кошачьей головы. Напряжение питания составляет 5 В постоянного тока, который может питаться от USB или внешнего источника питания.

Клавиша S1 используется для отображения даты, недели и года. Кнопка S2 используется для отображения температуры, будильника, минут и секунд. Нажмите S1 и S2 одновременно, чтобы переключить стиль отображения круглого светодиода. Нажмите и удерживайте кнопки S1 и S2 одновременно более пяти секунд, чтобы войти в состояние настройки. На дисплее должно отобразиться «Fur1», что означает функцию 1. Используйте кнопку S1 для переключения между номерами каждой функции. Используйте кнопку S2 для входа в соответствующую функцию, ниже приводится описание каждой функции.

Fu-1: установите время, нажмите S1, чтобы изменить значение мигающего сегмента, нажмите S2, чтобы перейти к следующей позиции, после перехода к последней позиции снова нажмите S2, чтобы сохранить установленное время на микросхеме синхронизации, секунды автоматически устанавливайте каждый раз, когда время сохраняется Установите дату на 0, а затем сохраните.

Fu-2: Установите дату и используйте клавишу S2 для переключения на месяц, день и год соответственно После переключения на год дисплей отображает «20XX», последние две цифры мигают, а предыдущая «20» фиксируется. После изменения года снова нажмите S2, чтобы сохранить настройки.

Fu-3: установите время будильника, обратите внимание, что часы будильника можно установить на «24», когда он установлен на «24» и сохранен — это значит что будильник выключен.

Fu-4: установите ежечасное напоминание, режим отображения, регулировку яркости дисплея, первая цифра дисплея отображает «I», что означает, что функция почасового напоминания включена, а вторая цифра дисплея представляет режим отображения.

• 0. Отображать только время
• 1. Отображать время и температуру в течение нескольких секунд на регулярной основе.
• 2 Отображать время, регулярно отображать дату и температуру
• 3. Отображать только температуру), последние две цифры трубки представляют собой яркость дисплея , когда последние две цифры установлены на «A», это означает автоматическую регулировку яркости, яркость дисплея регулируется окружающим светом, воспринимаемым фоторезистором.

Режим отображения, установите режим отображения на 3 (отображать только температуру), затем сохраните и выйдите, дисплей будет отображать только температуру, затем вы можете отрегулировать погрешность измерения термистора, нажав кнопки S1 и S2, нажмите S1 или S2 произвольно один раз, Отобразите значение коррекции температуры, снова нажмите S1, чтобы увеличить значение коррекции, нажмите S2, чтобы уменьшить значение коррекции.

Обратите внимание, что значение коррекции может быть отрицательным. Через некоторое время без нажатия кнопки сохраните значение коррекции и вернитесь в состояние отображения температуры.

Fu-5: Установите музыку для будильника, вторая цифра дисплея показывает номер музыкальной дорожки, а последние две цифры — это настройка громкости. После завершения сборки, после включения питания в первый раз, если дисплей отображает искаженные символы, это нормально. После настройки он вернется в нормальное состояние. Установленные параметры сохраняются на микросхеме синхронизации. Если резервная батарея удалена после отключения питания, сохраненные настройки будут сохранены. Если она потеряна, она также может отображать искаженные символы. Настройте его снова.